関数 $f(x) = (-2x + 1)^2$ を微分せよ。

解析学微分合成関数チェーンルール
2025/3/28

1. 問題の内容

関数 f(x)=(2x+1)2f(x) = (-2x + 1)^2 を微分せよ。

2. 解き方の手順

この関数を微分するには、合成関数の微分(チェーンルール)を使う。
まず、u=2x+1u = -2x + 1 とおくと、f(x)=u2f(x) = u^2 となる。
f(u)=u2f(u) = u^2uu で微分すると、
dfdu=2u\frac{df}{du} = 2u
u=2x+1u = -2x + 1xx で微分すると、
dudx=2\frac{du}{dx} = -2
合成関数の微分(チェーンルール)より、
dfdx=dfdududx\frac{df}{dx} = \frac{df}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dfdx=2u(2)\frac{df}{dx} = 2u \cdot (-2)
dfdx=4u\frac{df}{dx} = -4u
u=2x+1u = -2x + 1 を代入すると、
dfdx=4(2x+1)\frac{df}{dx} = -4(-2x + 1)
dfdx=8x4\frac{df}{dx} = 8x - 4

3. 最終的な答え

f(x)=8x4f'(x) = 8x - 4

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